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光折变相位图和相位元件

温海东  
【摘要】: 我们利用光折变效应,在LiNbO_3:Fe晶体中首次通过成像方法成功地制作了光折变 相位图和相位元件(相位波带片、达曼光栅、透镜阵列、(1+1)维、(2+1)维、圆形 和环形波导等)。利用光折变饱和非线性,在不同光强比I/I_d的条件下,首次提出并通 过数字记录和模拟记录两种方式分别制作了阶跃型和梯度型相位元件。对于如何克服 光折变各向异性对制作二维相位元件的影响以及提高量化相位波带片的衍射效率等问 题,我们通过理论推导和实验选择了最佳的实验条件,并证明了在一定条件下非相干 背景光辐照可以有效地控制写入条件。 我们首次观察并用波导原理合理解释了体光折变相位图的可见性,用它代替 光学信息处理中普遍使用的振幅掩模,可以大大减少能量损耗,提高转换效率, 在光学相关器中会得到更为尖锐的相关峰。 我们提出的这种制作方法具有实时、简便、低成本、晶体可循环使用等优点, 它为目前面临种种困难的传统二元光学与集成光学元件的制作工艺与技术提供了 新思路,即利用非线性光学效应,通过入射光强的空间分布直接实现并控制介质中 折射率的空间分布的一种全光学方法的“变折射率光学工程”。


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